CN110372338A - 一种利用粉状铝矾土和灰渣制备棕刚玉的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用粉状铝矾土和灰渣制备棕刚玉的方法，包括如下步骤：1）将灰渣在85‑100℃的环境下碱浸5‑30min，滤除碱液，得A品；2）将A品与粉状铝矾土混合，造块，得B品；3）将B品在50‑500℃的环境下进行预热，然后升温至900‑1150℃的环境下煅烧脱水0.5‑2.0h，得C品；4）将C品与焦炭和铁屑混合，然后送入电弧冶炼炉进行冶炼，最后通过冷却、分级、破碎和筛分后制得棕刚玉成品。本发明以粉状铝矾土与灰渣作为原料，实现灰渣再利用的同时，将不作为冶炼原料的粉状铝矾土进行有效利用，降低了棕刚玉的生产成本，拓宽了原料选择范围。

Description

一种利用粉状铝矾土和灰渣制备棕刚玉的方法
技术领域
本发明涉及一种制备棕刚玉的方法，特别是一种利用粉状铝矾土和灰渣制备棕刚玉的方法。
背景技术
棕刚玉，又称金刚砂，是一种人造刚玉。棕刚玉主要化学成份是 Al2O3，其含量在95.00%-97.00%，另含有少量的Fe，Si，Ti等。棕刚玉是最基本的磨料，因其磨削性能好，适用范围广。
传统的棕刚玉是用矾土、碳素材料、铁屑三种原料在电弧炉中经过融化还原而制得。棕刚玉冶炼过程中，均采用优质的天然块状铝矾土，经煅烧脱水后进入冶炼程序，较为致密的块矿，冶炼过程内外温差大，所需冶炼的温度较高、时间较长，能耗增加。而矿石在开采过程中，往往伴随较多的粉状铝矾土，由于粉的矿透气性差，易于堵塞炉膛，产生的粉尘增加，污染环境，目前粉矿不作为冶炼原料，尤其面临优质铝矾土日趋匮乏的现状，使得原料购置难度增大，无疑增加了生产成本。
本发明所述的灰渣，是指棕刚玉高温冶炼环节所收集的粉尘，化学成分为SiO225％～35％、Al2O3 20％～40％、Fe2O3 4％～20％、CaO 1％～5％,K2O 5%～15%。粒径非常细小，只有几百纳米，目前低配方掺杂在水泥中应用，利用率低，中等规模的企业每天产生3吨左右灰渣。经分析，灰渣中的硅主要以非晶态存在，易于与碱发生反应而脱除。由于灰渣中含有大量的Al元素，作为废渣处理造成了资源的浪费，因此，目前人们都在想着如何将灰渣进行规模化资源再利用。
现目前，将灰渣与铝矾土作为棕刚玉的原料来制备棕刚玉，还未见报道。
发明内容
本发明的目的在于，一种利用粉状铝矾土和灰渣制备棕刚玉的方法。本发明通过以粉状铝矾土与灰渣作为原料来制备棕刚玉，实现了废渣的回收利用，降低了棕刚玉的生产成本。
本发明的技术方案：一种利用粉状铝矾土和灰渣制备棕刚玉的方法，包括如下步骤：
1）将灰渣在85-100℃的环境下碱浸脱硅5-30min，滤除碱液，得A品；
2）将A品与粉状铝矾土混合，造块，得B品；
3）将B品在50-500℃的环境下进行预热，然后升温至900-1150℃的环境下煅烧脱水0.5-2.0h，得C品；
4）将C品与焦炭和铁屑混合，然后送入电弧冶炼炉进行冶炼，最后通过冷却、分级、破碎和筛分后制得棕刚玉成品。
前述的利用粉状铝矾土和灰渣制备棕刚玉的方法，所述步骤（1）的灰渣，包括步骤（4）冶炼过程中回收的粉尘。
前述的利用粉状铝矾土和灰渣制备棕刚玉的方法，所述步骤（1）碱浸脱硅时，使用的苛碱浓度为80-120g/L，液固比为3-8：1。
前述的利用粉状铝矾土和灰渣制备棕刚玉的方法，所述苛碱的浓度为100g/L，液固比为6。
前述的利用粉状铝矾土和灰渣制备棕刚玉的方法，步骤2）所述粉状铝矾土与A品的质量比为3-10:1。
前述的利用粉状铝矾土和灰渣制备棕刚玉的方法，所述粉状铝矾土与A品的质量比为5-7:1。
前述的利用粉状铝矾土和灰渣制备棕刚玉的方法，所述粉状铝矾土与A品的质量比为5:1。
前述的利用粉状铝矾土和灰渣制备棕刚玉的方法，步骤4）所述C品与焦炭和铁屑的质量比为300:1-5:2-10。
前述的利用粉状铝矾土和灰渣制备棕刚玉的方法，所述C品与焦炭和铁屑的质量比为300:3:5。
本发明的有益效果
本发明以粉状铝矾土与灰渣的混合物作为棕刚玉的制备原料，实现了灰渣的资源再利用，同时，还将不作为冶炼原料的粉矿有效利用。一方面，灰渣通过碱浸脱硅脱钾后，铝的品位大幅提升，而铁在冶金过程可起到铁屑效应，降低铁屑的加入了，降低生产成本；另一方面，通过粉矿造块，增加透气性，冶炼时内外温差更小，有利于均化温度场，降低冶炼温度，缩短冶炼时间，降低能耗，拓宽原料选择范围。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
本发明的实施例
实施例1：一种利用粉状铝矾土和灰渣制备棕刚玉的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将灰渣在90℃的环境下碱浸15min（苛碱浓度为80g/L，液固比为3：1），滤除碱液，得A品；
2）将粉状铝矾土与A品按质量比5:1混合均匀，造块（团），得B品；
3）将B品在50℃的环境下预热，然后升温至900℃的环境下煅烧脱水1.0h，得C品；
4）将C品与焦炭和铁屑按质量比300:3:5混合，然后送入电弧冶炼炉进行常规冶炼，最后通过冷却、分级、破碎和筛分后制得棕刚玉成品。
实施例2：一种利用粉状铝矾土和灰渣制备棕刚玉的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将灰渣在95℃的环境下碱浸10min（苛碱浓度为90g/L，液固比为5：1），滤除碱液，得A品；
2）将粉状铝矾土与A品按质量比3:1混合均匀，造块（团），得B品；
3）将B品在300℃的环境下预热，然后升温至1100℃的环境下煅烧脱水0.5h，得C品；
4）将C品与焦炭和铁屑按质量比300:1:2混合，然后送入电弧冶炼炉进行常规冶炼，最后通过冷却、分级、破碎和筛分后制得棕刚玉成品。
实施例3：一种利用粉状铝矾土和灰渣制备棕刚玉的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将灰渣在85℃的环境下碱浸30min（苛碱浓度为110g/L，液固比为7：1），滤除碱液，得A品；
2）将粉状铝矾土与A品按质量比10:1混合均匀，造块（团），得B品；
3）将B品烘干，在400℃的环境下预热，然后升温至1000℃的环境下煅烧脱水2.0h，得C品；
4）将C品与焦炭和铁屑按质量比300: 5: 10混合，然后送入电弧冶炼炉进行常规冶炼，最后通过冷却、分级、破碎和筛分后制得棕刚玉成品。
实施例4：一种利用粉状铝矾土和灰渣制备棕刚玉的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将灰渣在100℃的环境下碱浸5min（苛碱浓度为120g/L，液固比为8：1），滤除碱液，得A品；
2）将粉状铝矾土与A品按质量比8:1混合均匀，造块（团），得B品；
3）将B品在500℃的环境下预热，然后升温至1150℃的环境下煅烧脱水1.5h，得C品；
4）将C品与焦炭和铁屑按质量比300: 5: 8混合，然后送入电弧冶炼炉进行常规冶炼，最后通过冷却、分级、破碎和筛分后制得棕刚玉成品。

Claims (9)

1.一种利用粉状铝矾土和灰渣制备棕刚玉的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将灰渣在85-100℃的环境下碱浸脱硅5-30min，滤除碱液，得A品；
2）将A品与粉状铝矾土混合，造块，得B品；
3）将B品在50-500℃的环境下进行预热，然后升温至900-1150℃的环境下煅烧脱水0.5-2.0h，得C品；
4）将C品与焦炭和铁屑混合，然后送入电弧冶炼炉进行冶炼，最后通过冷却、分级、破碎和筛分后制得棕刚玉成品。
2.根据权利要求1所述的利用粉状铝矾土和灰渣制备棕刚玉的方法，其特征在于：所述步骤（1）的灰渣，包括步骤（4）冶炼过程中回收的粉尘。
3.根据权利要求1所述的利用粉状铝矾土和灰渣制备棕刚玉的方法，其特征在于：所述步骤（1）碱浸脱硅时，使用的苛碱浓度为80-120g/L，液固比为3-8：1。
4.根据权利要求3所述的利用粉状铝矾土和灰渣制备棕刚玉的方法，其特征在于：所述苛碱的浓度为100g/L，液固比为6。
5.根据权利要求1所述的利用粉状铝矾土和灰渣制备棕刚玉的方法，其特征在于：步骤2）所述粉状铝矾土与A品的质量比为3-10:1。
6.根据权利要求5所述的利用粉状铝矾土和灰渣制备棕刚玉的方法，其特征在于：所述粉状铝矾土与A品的质量比为5-7:1。
7.根据权利要求6所述的利用粉状铝矾土和灰渣制备棕刚玉的方法，其特征在于：所述粉状铝矾土与A品的质量比为5:1。
8.根据权利要求1所述的利用粉状铝矾土和灰渣制备棕刚玉的方法，其特征在于：步骤4）所述C品与焦炭和铁屑的质量比为300:1-5:2-10。
9.根据权利要求8所述的利用粉状铝矾土和灰渣制备棕刚玉的方法，其特征在于：所述C品与焦炭和铁屑的质量比为300:3:5。
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